一种蓝藻水华状态监测方法技术

技术编号:7574964 阅读:377 留言:0更新日期:2012-07-18 17:44
本发明专利技术涉及一种蓝藻水华状态监测方法计算机通过外接监控设备,定时从监测水体获得图像样本;计算机对图像预处理,消除噪声信息的影响;提取特征向量,利用K-means算法对图像进行分类;得出蓝藻水华状态信息;图像的判别结果存储在与计算机相连的存储器中,作为历史数据。将聚类分析应用到水面状态监测中,从而得出蓝藻水华的信息。针对光照对于图像的影响,采用HSV彩色空间,排除了V分量,有效的提高了判别的精确度。本发明专利技术具有成本低,实时性好,可信度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测技术,特别涉及。
技术介绍
随着经济的发展,水污染的加重,湖面富营养化现象日趋加剧。我国几乎每年夏天均有蓝藻水华爆发,蓝藻水华的频繁发生,严重影响了周边居民的日常生活。2007年无锡太湖梅梁湾水域爆发大面积蓝藻水华,直接导致了无锡自来水臭水事件,居民停止供水十余天。因此及时识别水面蓝藻水华状态信息,为蓝藻水华爆发建立应急措施尤为迫切。目前,国内外对于蓝藻水华的监测主要是利用显微图像和遥感图像。显微图像一般是利用显微镜获得水体的微观图像,可以对水体中的藻类进行分类和识别。但实验条件复杂,系统设备成本高,实时性有限。采用遥感图像对蓝藻进行监测,主要是通过分析监测水体反射和吸收太阳辐射能形成的光谱特征,对湖泊富营养空间分布以及动态信息进行定位和评价。由于卫星分辨率以及轨道限制,所获得的地理和时间信息精确度都有限。
技术实现思路
本专利技术是针对现在蓝藻水华的监测实时性有限的问题,提出了,通过对水体图像的实时处理和分析,能有效的获得蓝藻水华的爆发信息,对于制定水华应急预案具有重要的参考价值。本专利技术的技术方案为,具体方法包括如下步骤O计算机通过外接监控设备,定时从监测水体获得图像样本;2)计算机对图像预处理,消除噪声信息的影响;3)提取特征向量,利用K-means算法对图像进行分类;4)得出蓝藻水华状态信息;5)图像的判别结果存储在与计算机相连的存储器中,作为历史数据。所述图像预处理步骤主要包括高斯平滑滤波和彩色空间转换,彩色空间转换为将计算机默认的RGB彩色图像格式转换为HSV色度、饱和度、数值彩色空间图像格式。所述提取特征向量具体步骤包括对HSV图像进行通道分离,然后对H和S通道分别计算特征向量值,V通道代表光照不作为特征分量处理,H和S的计算公式如下权利要求1.,其特征在于,具体方法包括如下步骤1)计算机通过外接监控设备,定时从监测水体获得图像样本;2)计算机对图像预处理,消除噪声信息的影响;3)提取特征向量,利用K-means算法对图像进行分类;4)得出蓝藻水华状态信息;5)图像的判别结果存储在磁盘存储器中。2.根据权利要求I所述蓝藻水华状态监测方法,其特征在于,所述图像预处理步骤主要包括高斯平滑滤波和彩色空间转换,彩色空间转换为将计算机默认的RGB彩色图像格式转换为HSV色度、饱和度、数值彩色空间图像格式。3.根据权利要求I所述述蓝藻水华状态监测方法,其特征在于,所述提取特征向量具体步骤包括对HSV图像进行通道分离,然后对H和S通道分别计算特征向量值,V通道代表光照不作为特征分量处理,H和S的计算公式如下4.根据权利要求I所述述蓝藻水华状态监测方法,其特征在于,所述利用K-means算法对图像进行分类,具体包括样本采集,采集多幅蓝藻水华样本图像和正常水体图像,利用样本图像建立样本库;利用K-means对样本进行聚类分析,对正常水体样本以及蓝藻样本类别进行编号;将实时采集到的样本图像加入到已有的样本库中,进行聚类分析,由此得到实时样本的分类类别,根据类别数可以得出判别结果。5.根据权利要求I所述述蓝藻水华状态监测方法,其特征在于,所述K-means算法具体步骤包括分配聚类类别个数K ;对K个聚类中心进行初始化;按照平均值,重复计算每个聚类的聚类中心,直到聚类中心不变,得出判别结果。全文摘要本专利技术涉及计算机通过外接监控设备,定时从监测水体获得图像样本;计算机对图像预处理,消除噪声信息的影响;提取特征向量,利用K-means算法对图像进行分类;得出蓝藻水华状态信息;图像的判别结果存储在与计算机相连的存储器中,作为历史数据。将聚类分析应用到水面状态监测中,从而得出蓝藻水华的信息。针对光照对于图像的影响,采用HSV彩色空间,排除了V分量,有效的提高了判别的精确度。本专利技术具有成本低,实时性好,可信度高的优点。文档编号G06K9/62GK102592140SQ20121000061公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日专利技术者卫耀辉, 宋彦斌, 张颖, 徐姗姗, 杨旭 申请人:上海理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨旭徐姗姗宋彦斌卫耀辉张颖
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:发明
国别省市:

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